一种基于消息传播的动力电池配组方法

摘要

本发明涉及一种基于消息传播的动力电池配组方法。现有配组方法劳动强度大，易受检测人员主观因素的影响，容易造成误测量和误匹配的现象。本发明方法首先获取动力电池充放电回路中所有电池的充放电电压数据，然后计算所有电池充放电序列两两间的距离，获得电池两两间的相似度度量，采用消息传播算法对电池进行聚类，最终根据聚类结果，完成电池配组。本发明方法的电池配组结果与传统人工配组相比，可以大大提高组内电池的一致性，从而大大提高成组电池的品质。

主权项

一种基于消息传播的动力电池配组方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：步骤1、获取动力电池充放电回路中所有n只电池的充放电电压数据，方法是：对该回路以电流大小为C₁进行恒流放电，每隔时间T_d测量回路中所有电池的端电压，直至放电时间达到T₁，设第i只电池的端电压序列为d表示放电，M＝T₁/T_d为放电序列长度；以电流大小为C₂对回路中的电池进行恒流充电，每隔时间T_c测量回路中所有电池的端电压，直至充电时间达到T₂，设第i只电池的端电压序列为c表示充电，N＝T₂/T_c为充电序列长度；步骤2、计算所有n只电池充放电序列两两间的距离，其中第i只电池和第j只电池的距离为d_ij，1≤i≤n,1≤j≤n,i≠j；$d_{ij}=\sqrt{\underset{k=1}{\overset{M}{\Sigma }}{({\mathrm{Vd}}_k^i-{\mathrm{Vd}}_k^j)}^2+\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}{({\mathrm{Vc}}_k^i-{\mathrm{Vc}}_k^j)}^2};$步骤3、设所有n只电池充放电序列两两间的距离的最大值为d_max，最小值为d_min，获得第i只电池和第j只电池间的相似度度量s_ij：s_ij＝1‑(d_ij‑d_min)/(d_max‑d_min)，1≤i≤n,1≤j≤n,i≠j；$s_{ii}=\frac{1}{n-1}\underset{j=1,j\ne i}{\overset{n}{\Sigma }}{d}_{ij};$其中s_ii为第i只电池的自相似度度量；步骤4、根据所有相似度度量s，采用消息传播算法对电池进行聚类，具体步骤如下：(1)初始化吸引度r_ik和归属度a_ik为0，1≤i,k≤n，其中吸引度r_ik表示从第i只电池发送到候选聚类中心k的消息，候选聚类中心k即以第k只电池作为候选聚类中心，反映了第k只电池作为第i只电池的聚类中心的合适程度；归属度a_ik表示从候选聚类中心k发送到第i只电池的消息，反映了第i只电池选择第k只电池作为其聚类中心的合适程度；r_ik和a_ik的和越大，则第k只电池作为第i只电池聚类中心的可能性越大；(2)按如下公式计算r_ik和a_ik，1≤i,k≤n：$r_{ik}=s_{ik}-\underset{k^{\prime }\in [1,n],k^{\prime }\ne k}{max}(a_{i,k^{\prime }}+s_{i,k^{\prime }});$$a_{ik}=\left\{\begin{array}{c}\min \{0,r_{kk}+{\Sigma }_{i^{\prime }\in [1,n],i^{\prime }\ne i,i^{\prime }\ne k}\max (0,r_{i^{\prime },k})\},i\ne k\\ {\Sigma }_{i^{\prime }\in [1,n],i^{\prime }\ne k}\max (0,r_{i^{\prime },k}),i=k\end{array}\right.;$i′和k′为符合公式中条件的电池序号；(3)对上述步骤(2)不断进行迭代，设上一次迭代过程中计算得到的吸引度为归属度为采用下式对当前迭代过程计算得到的r_ik和a_ik进行更新：$r_{ik}=\lambda \times r_{ik}^{old}+(1-\lambda )r_{ik};$$a_{ik}=\lambda \times a_{ik}^{old}+(1-\lambda )a_{ik};$其中λ为阻尼系数；迭代过程直至达到最大预设迭代次数或结束，其中Th为预设阈值；(4)对每一个电池i，找出对应的第k只电池使得r_ik+a_ik最大；此时若i＝k则第i只电池为一个聚类中心，若i≠k则第k只电池为第i只电池的聚类中心；步骤5、根据上述聚类结果，聚为同一类的所有电池归为同一组，完成电池配组过程。